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1、第四节第四节 工件加工时的定位及基准工件加工时的定位及基准l一、工件的定位一、工件的定位l二、基准二、基准第1页/共154页一、工件的定位一、工件的定位l1、工件的装夹、工件的装夹l2、定位原理、定位原理第2页/共154页装夹装夹有两个含义，即定位和夹紧。有两个含义，即定位和夹紧。定位定位是指确定工件在机床或夹具中占有正确是指确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。位置的过程。夹紧夹紧是指工件定位后将其固定，使其在加工是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。过程中保持定位位置不变的操作。1、工件的装夹、工件的装夹第3页/共154页定位：定位：双双联联齿齿轮轮2的的内孔
2、套在心轴内孔套在心轴3上上 将将大大齿齿轮轮端端面面靠在靠靠在靠4垫上。垫上。夹紧：夹紧：螺螺母母1将将双双联联齿齿轮轮2它它固固紧紧在在靠靠垫垫4上。上。第4页/共154页装夹有三种主要的方法：装夹有三种主要的方法：1夹具中装夹夹具中装夹2直接找中装夹直接找中装夹3划线找正装夹划线找正装夹第5页/共154页 工件的定位过程可工件的定位过程可以由操作工人直接在机以由操作工人直接在机床上利用千分表、划线床上利用千分表、划线盘等工具，找正某些有盘等工具，找正某些有相互位置要求的表面，相互位置要求的表面，然后夹紧工件，称之为然后夹紧工件，称之为直接找正装夹直接找正装夹。直接找正装夹效率直接找正装夹效
3、率低，但找正精度可以很低，但找正精度可以很高，适合于单件小批量高，适合于单件小批量生产或在精度要求特别生产或在精度要求特别高的生产中使用。高的生产中使用。1）直接找正装夹）直接找正装夹第6页/共154页第7页/共154页按按图图纸纸要要求求在在工工件件表表面面上上划划出出位置线以及加工线和找正线位置线以及加工线和找正线装装夹夹工工件件时时，先先在在机机床床上上按按找找正正线线找找正正工工件件的的位位置置，然然后后夹夹紧工件。紧工件。划划线线装装夹夹不不需需要要其其它它专专门门设设备备，通通用用性性好好。但但生生产产效效率率低低，精精度度不不高高(一一般般划划线线找找正正的的对对线线精精度度为为
4、0.1mm左左右右），适适用用于于单单件件，中中小小批批生生产产中中的的复复杂杂铸铸件件或铸件精度较低的粗加工工序。或铸件精度较低的粗加工工序。2）划线找正装夹）划线找正装夹第8页/共154页 为为保保证证加加工工精精度度要要求求和和提提高高生生产产率率，通通常常多多采采用用夹夹具具装装夹夹，用用夹夹具具装装夹夹工工件件，不不再再需需要要划划线线对对找找正正，直直接接由由夹夹具具来来保保证证工工件件在在机机床床上上的的正正确确位位置置，并并在在夹夹具具上上直直接接夹夹紧紧工工件。件。一一般般情情况况下下操操作作比比较较简简单单，也也比比较较容容易易保保证证加加工工精精度度要要求求，在在各各种种
5、生生产产类类型型中中都都有有应用。应用。3）夹具装夹）夹具装夹第9页/共154页2、定位原理、定位原理1）六点定位原理）六点定位原理2）工件的实际定位）工件的实际定位3）定位完全和不完全定位）定位完全和不完全定位4）欠定位和过定位）欠定位和过定位5）定位分析方法）定位分析方法第10页/共154页一一个个物物体体在在空空间间可可以以有有六六个个独独立立的的运运动动，在在直直角角座座标标系系中中分分别别为为3个个平平移移运运动动和和3个个转转动动。习习惯惯上上，把把上上述述6个独立运动称作六个自由度。个独立运动称作六个自由度。1）六点定位原理）六点定位原理第11页/共154页支承钉支承钉在实际应用
6、中，常把接触面积很小的在实际应用中，常把接触面积很小的支承钉看作是约束点支承钉看作是约束点第12页/共154页六点定位原理：六点定位原理：一个物体在空间可以有六个独立的一个物体在空间可以有六个独立的运动，若采用运动，若采用6个按一定规则布置的约个按一定规则布置的约束点，就可以限制工件的束点，就可以限制工件的6个自由度，个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。实现完全定位，称为六点定位原理。第13页/共154页定位元件的种类：定位元件的种类：支支承承钉钉；支支承承板板，长长销销，短短销销，长长V形形块块，短短V形形块块，长长定定位位套套，短短定定位位套套，固固定定锥锥销销，浮动锥销等浮动锥销等
7、。注注意意：定定位位元元件件所所限限制制的的自自由由度度与与其其大大小小、长度、数量及其组合有关长度、数量及其组合有关 长短关系、大小关系、数量关系、组合关系长短关系、大小关系、数量关系、组合关系2）工件的实际定位）工件的实际定位第14页/共154页第15页/共154页第16页/共154页第17页/共154页第18页/共154页第19页/共154页第20页/共154页根根据据工工件件加加工工面面的的位位置置度度（包包括括位位置置尺尺寸寸）要要求求，需需要要6个个根根据据工工件件加加工工面面的的位位置置度度（包包括括位位置置尺尺寸寸）要要求求自自由由度度全全部部被被限限制制的的定定位位，称称作完
8、全定位作完全定位根根据据工工件件加加工工面面的的位位置置度度（包包括括位位置置尺尺寸寸）要要求求，仅仅需需要要限限制制1个个或或几几个个（少少于于6个个）自自由由度度的定位。的定位。称作不完全定位称作不完全定位。3）完全定位和不完全定位）完全定位和不完全定位第21页/共154页a)Z方向移动自由度（球体铣平面）方向移动自由度（球体铣平面）b)x,y方向移动自由度（球体钻通孔）方向移动自由度（球体钻通孔）第22页/共154页c)X,Y方向转动自由度方向转动自由度,Z方向移动自由度方向移动自由度（长方体上通铣平面）（长方体上通铣平面）第23页/共154页d)X，Z方方向向移移动自由度动自由度,X，
9、Z方方向向转转动动自由度自由度（轴上通铣键槽）（轴上通铣键槽）第24页/共154页e)X,Z方方向向移移动动自由度自由度 X,Y,Z方方向向转转动自由度动自由度（长长方方体体上上铣铣通通槽）槽）第25页/共154页e)X,Y,Z方方向向移移动自由度动自由度 X,Y,Z方方向向转转动自由度动自由度（长长方方体体上上铣铣不不通槽）通槽）第26页/共154页 注注意意：有有时时为为了了使使定定位位元元件件帮帮助助承承受受切切削削力力、夹夹紧紧力力或或为为了了保保证证一一批批工工件件的的进进给给长长度度一一致致，常常常常对对无无位位置置尺尺寸寸要要求求的的自自由由度度也加以限制。也加以限制。第27页/
10、共154页A、欠定位、欠定位 根根据据工工件件加加工工面面位位置置尺尺寸寸要要求求必必须须限限制制的的自自由由度度没没有有得得到到全全部部限限制制，或或者者说说在在完完全全定定位位和和不不完完全全定定位位中中，约约束束点点不不足足，这这样样的的定定位位称称为为欠欠定定位位。欠欠定定位位是是不不允允许许的的4 4）欠定位和过定位）欠定位和过定位第28页/共154页加工槽，有尺寸加工槽，有尺寸A和和B的要求的要求欠定位第29页/共154页第30页/共154页B）过定位）过定位 工工件件在在定定位位时时，同同一一个个自自由由度度被被两两个个或或两两个个以以上上约约束束点点约约束束，这这样样的的定定位
11、位被被称称为为过过定位（或称定位干涉）。定位（或称定位干涉）。不不允允许许：如如果果工工件件的的定定位位面面为为没没有有经经过过机机械械加加工工的的毛毛坯坯面面，或或虽虽经经过过了了机机械械加加工工、但但仍仍然然很很粗粗糙糙，这这时时过过定定位位是是不允许的。不允许的。允允许许：如如果果工工件件的的定定位位面面经经过过了了机机械械加加工工，并并且且定定位位面面和和定定位位元元件件的的尺尺寸寸、形形状状和和位位置置都都做做得得比比较较准准确确，比比较较光光整整，则则过过定定位位不不但但对对工工件件加加工工面面的的位位置置尺尺寸寸影影响响不不大大，反反而可以增强加工时的刚性，这时过定位是允许的而可
12、以增强加工时的刚性，这时过定位是允许的第31页/共154页过定位例第32页/共154页过定位例第33页/共154页过定位例第34页/共154页过定位例球面垫圈球面垫圈第35页/共154页在讨论工件定位的合理性问题时，主要在讨论工件定位的合理性问题时，主要应研究的三个问题：应研究的三个问题：1）满足加工工件的需求：）满足加工工件的需求：研究满足工件加工面位置度要求所必须限制的自研究满足工件加工面位置度要求所必须限制的自由度由度2）从加工的角度分析：）从加工的角度分析：从承受切削力、设置夹紧机构以及提高生产率的从承受切削力、设置夹紧机构以及提高生产率的角度分析在不完全定位中还应限制哪些自由度角度分
13、析在不完全定位中还应限制哪些自由度3）欠、过定位问题：）欠、过定位问题：在定位方案中，是否有欠定位和过定位问题，能在定位方案中，是否有欠定位和过定位问题，能否允许过定位的存在。否允许过定位的存在。第36页/共154页5）定位分析方法（1）总体分析法）总体分析法 从工件定位的总体来分析限制了那从工件定位的总体来分析限制了那些自由度。些自由度。（2）分件分析法）分件分析法 分别从各个定位面的所受约束来分分别从各个定位面的所受约束来分析所限制的自由度。析所限制的自由度。图图1-25 定位分析方法定位分析方法第37页/共154页设计定位方案时的考虑因素1）根据加工面的尺寸、形状和位置要求确定所需限制的
14、自由度。2）利用总体分析法和分件分析法来分析是否有欠定位和过定位，若有过定位，应分析是否允许。3）从承受切削力、夹紧力、重力，以及为装夹方便，易于加工尺寸调整等角度考虑，在不完全定位中是否应有附加自由度的限制。第38页/共154页 基基准准是是机机械械制制造造中中用用来来确确定定生生产产对对象象上上几几何何要要素之间的几何关系所依据的那些点，线或面素之间的几何关系所依据的那些点，线或面 从从设设计计和和工工艺艺两两个个方方面面看看基基准准，可可把把基基准准分分为两大类：为两大类：基准基准设计基准设计基准工艺基准工艺基准二、基准二、基准第39页/共154页 设设计计者者在在设设计计零零件件时时，
15、根根据据零零件件在在装装配配结结构构中中的的装装配配关关系系以以及及零零件件本本身身结结构构要要素素之之的的相相互互位位置置关关系系，确确定定标标注注尺尺寸寸（或或角角度度）的的起起始始位位置置。这这些些尺尺寸寸（或或角角度度）的的起起始始位位置置作作设计基准设计基准。设设计计图图上上所所采采用用的的基基准准就就是是设设计计基基准准。设设计计基准可以是点，也可以基准可以是点，也可以 是线或者面。是线或者面。（一）设计基准（一）设计基准第40页/共154页第41页/共154页第42页/共154页零零件件在在加加工工工工艺艺过过程程中中所所采采用用的的基基准准称称为为工工艺艺基基准准。工工艺艺基基
16、准准又又可可进进一一步步分分为为：工工序序基基准，定位基准，测量基准和装配基准。准，定位基准，测量基准和装配基准。工艺基准工艺基准工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准粗基准粗基准精基准精基准附加基准附加基准（二）工艺基准（二）工艺基准第43页/共154页 在在工工序序图图上上用用来来确确定定本本工工序序所所加加工工表表面面加加工工后后的的尺寸、形状、位置的基准，称为工序基准。尺寸、形状、位置的基准，称为工序基准。1 1工序基准工序基准作为基准的作为基准的点、线、面点、线、面在工件上不在工件上不一定能具体一定能具体找到，而是找到，而是由某些具体由某些具体表面来体现，表
17、面来体现，这些表面可这些表面可称为基面称为基面第44页/共154页在设计工序基准时，主要应考虑如下三个方面的问题：在设计工序基准时，主要应考虑如下三个方面的问题：1 1）应）应尽量用设计基准尽量用设计基准作为工序基准；作为工序基准；2 2）工工序序基基准准应应尽尽可可能能用用于于工工件件的的定定位位和和工工序序尺尺寸寸的的检查检查；3 3）当当采采用用设设计计基基准准为为工工序序基基准准有有困困难难时时，可可另另选选工工序序基基准准，但但必必须须可可靠靠的的保保证证零零件件设设计计尺尺寸寸的的技技术术要要求求。（工工序序基基准准或或者者定定位位基基准准与与设设计计基基准准不不重重合，则需要计算
18、）合，则需要计算）三个方面的问题三个方面的问题第45页/共154页概念：在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准概念：在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准定定位位基基准准是是获获得得零零件件尺尺寸寸的的直直接接基基准准，占占有有很很重重要要的的地位。地位。2定位基准定位基准粗基准：定位基准未经加工（毛坯的加工）粗基准：定位基准未经加工（毛坯的加工）精基准：定位基准经过机械加工精基准：定位基准经过机械加工附加基准：根据机械加工需要而专门设计的定位附加基准：根据机械加工需要而专门设计的定位基准（顶尖孔、斜面上增加的圆柱）基准（顶尖孔、斜面上增加的圆柱）第46页/共154页加工大端外圆时加工大端
19、外圆时第47页/共154页加工大端侧平面加工大端侧平面标注方式不一样标注方式不一样第48页/共154页在在加加工工中中或或加加工工后后用用来来测测量量 工工件件的的形形状状、位位置置和和尺寸误差，测量时所采用的基准，称为测量基准。尺寸误差，测量时所采用的基准，称为测量基准。3测量基准测量基准 第49页/共154页第50页/共154页4装配基准装配基准 l在装配时用来确定零件或部件在装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的在产品中的相对位置所采用的基准，称为装配基准。基准，称为装配基准。图例：图例：第51页/共154页第52页/共154页在分析基准问题，特别在分析基准问题，特别是工艺基
20、准问题时，有是工艺基准问题时，有几点值得注意：几点值得注意：1 1）作为基准的点、作为基准的点、线、面在工件上不一定线、面在工件上不一定能具体找到，而是由某能具体找到，而是由某些具体表面来体现，这些具体表面来体现，这些表面可称为些表面可称为基面基面。第53页/共154页第54页/共154页（2）作为基准可以是几何意义上的点和线（无面积）作为基准可以是几何意义上的点和线（无面积）及很小的面及很小的面 例如例如1：代表轴心线的中心孔是锥面；：代表轴心线的中心孔是锥面；例如例如2：用：用V形块支承轴颈实现定位，理论上是两条线，形块支承轴颈实现定位，理论上是两条线，但由于弹性变形，实际上具有一定接触面
21、积。但由于弹性变形，实际上具有一定接触面积。（3）表面角度位置精度（平行度、垂直度等）的关）表面角度位置精度（平行度、垂直度等）的关系也是一样，也都具有基准关系。系也是一样，也都具有基准关系。图中，图中，面对外圆柱面（面对外圆柱面（面）的平行度，是以面）的平行度，是以面为基面为基准的。准的。第55页/共154页 工工件件在在机机床床上上的的定定位位实实际际上上包包括括工工件件在在夹夹具具上上的的定定位位和和夹夹具具在在机机床床上上的的定定位位两两个方面。个方面。这这里里只只讨讨论论工工件件在在夹夹具具上上的的定定位位问问题题，即即着着重重讨讨论论具具体体的的定定位位方方法法与与定定位位元元件件
22、以及定位误差的分析计算。以及定位误差的分析计算。三、工件在夹具上的定位及定位误差计算三、工件在夹具上的定位及定位误差计算第56页/共154页设计夹具时，必须根据工件的加工要求和已确设计夹具时，必须根据工件的加工要求和已确定的定位基面，选择定位方法及定位元件并分定的定位基面，选择定位方法及定位元件并分析定位精度。析定位精度。1.工件以平面定位工件以平面定位（一）工件的定位方法及基准位置误差（一）工件的定位方法及基准位置误差第57页/共154页 两种类型：两种类型：未经机械加工的平面定位未经机械加工的平面定位 已经机械加工的平面定位已经机械加工的平面定位1）定位元件的布置）定位元件的布置 在机械加
23、工中，对于箱体、床在机械加工中，对于箱体、床身、机座等零件，常选择平面作为身、机座等零件，常选择平面作为定位基面。实现工件以平面的定位定位基面。实现工件以平面的定位元件有支承钉和支承板。定位示意元件有支承钉和支承板。定位示意图如下：图如下：1.工件以平面定位工件以平面定位第58页/共154页第59页/共154页在用一组基面定位时，习惯上把限制自在用一组基面定位时，习惯上把限制自由度最多的定位基面称第一定位基面，由度最多的定位基面称第一定位基面，依次就是第二、第三定位基面，或者分依次就是第二、第三定位基面，或者分别称为主要定位基面、导向基面和止推别称为主要定位基面、导向基面和止推基面。这三个基面
24、的选择及其定位元件基面。这三个基面的选择及其定位元件的布置，一般应遵守下述原则：的布置，一般应遵守下述原则：第60页/共154页A）主要定位基面（第一定位基面）应主要定位基面（第一定位基面）应该是：该是：工件上最大且较精确的平面；工件上最大且较精确的平面；在主要定位基面范围内布置的在主要定位基面范围内布置的支承钉或支承板等定位元件，支承钉或支承板等定位元件，应能限制三个自由度；应能限制三个自由度；由各支承元件构成的支承面，由各支承元件构成的支承面，其面积应尽可能大；其面积应尽可能大；粗基准不选用支承平板作定位粗基准不选用支承平板作定位元件。元件。第61页/共154页 B）导向基面（第二定位基面
25、）应选）导向基面（第二定位基面）应选择工件上窄长的平面，一般布置两个定位择工件上窄长的平面，一般布置两个定位支承，限制二个自由度。为了提高导向精支承，限制二个自由度。为了提高导向精度，两个定位支承相距应尽量远。度，两个定位支承相距应尽量远。C）止推基面（第三定位基面）一般）止推基面（第三定位基面）一般选面积较小的面，布置一个定位支承，限选面积较小的面，布置一个定位支承，限制一个自由度。制一个自由度。第62页/共154页2）支承元件的结构形式）支承元件的结构形式 一般常用的支承元件，按其在定位中的一般常用的支承元件，按其在定位中的作用分为：作用分为：主要支承和辅助支承主要支承和辅助支承 （1）主
26、要支承）主要支承 主要支承是指能起限制主要支承是指能起限制工件自由度作用的支承，它可分为：工件自由度作用的支承，它可分为：固定固定支承、可调支承和自位支承。支承、可调支承和自位支承。第63页/共154页 A）固定支承）固定支承 属于固定支永的定位属于固定支永的定位元件有支承钉和支承板。元件有支承钉和支承板。B）可调支承）可调支承 即支承的高度尺寸在即支承的高度尺寸在一定范围内可以进行调整。一定范围内可以进行调整。C）自位支承（浮动支承）自位支承（浮动支承）自位支承自位支承是指支承本身的角向位置在工件定位过是指支承本身的角向位置在工件定位过程中能随工件定位基面位置变化而自动程中能随工件定位基面位
27、置变化而自动与之适应。与之适应。第64页/共154页A）固定支承）固定支承 属于固定支承的定位元件属于固定支承的定位元件有支承钉和支承板。有支承钉和支承板。第65页/共154页第66页/共154页固定支承在安装：固定支承在安装：直接安装在夹具体的孔中，与孔的配合直接安装在夹具体的孔中，与孔的配合为：为：或或夹具体上承托支承头的表面应凸起，以夹具体上承托支承头的表面应凸起，以便把各个凸出面一次加工成一个平面便把各个凸出面一次加工成一个平面夹具体采用通孔安装固定支承夹具体采用通孔安装固定支承平头支承采用安装后一次磨平的方法使平头支承采用安装后一次磨平的方法使支承钉定位平面在一个平面支承钉定位平面在
28、一个平面第67页/共154页第68页/共154页B）可调支承）可调支承 即支承的高度尺寸在一定即支承的高度尺寸在一定范围内可以进行调整。范围内可以进行调整。第69页/共154页C）自位支承（浮动支承）自位支承（浮动支承）自位支承是指自位支承是指支承本身的角向位置在工件定位过程中能支承本身的角向位置在工件定位过程中能随工件定位基面位置变化而自动与之适应。随工件定位基面位置变化而自动与之适应。第70页/共154页第71页/共154页（2）辅助支承）辅助支承 辅助支承是在一夹具中辅助支承是在一夹具中对工件不起限制自由度作用的支承。它对工件不起限制自由度作用的支承。它主要用于提高工件的支承刚性，防止工
29、主要用于提高工件的支承刚性，防止工件因受力产生变形。件因受力产生变形。辅助支承不应确定工件在夹具中的位辅助支承不应确定工件在夹具中的位置，因此只有当工件按定位元件定好位置，因此只有当工件按定位元件定好位以后，再调节辅助支承的位置使其与工以后，再调节辅助支承的位置使其与工件接触。这样每装卸工件一次，必须重件接触。这样每装卸工件一次，必须重新调节辅助支承。新调节辅助支承。第72页/共154页第73页/共154页第74页/共154页 3）平面定位时的基准位置误差）平面定位时的基准位置误差 由于定位副（工件的定位基准和由于定位副（工件的定位基准和定位元件工作表面）的制造误差，定位元件工作表面）的制造误
30、差，引起同批工件中的定位基准在夹具引起同批工件中的定位基准在夹具中的位置的最大变动量，称为基准中的位置的最大变动量，称为基准位置误差（用位置误差（用jw表示）。表示）。第75页/共154页 在工件以平面作为主要定位基准定位时，只要在工件以平面作为主要定位基准定位时，只要定位基面为精基面，夹具上的定位元件工作面（简定位基面为精基面，夹具上的定位元件工作面（简称定位平面）又处在同一平面上，则定位基面与定称定位平面）又处在同一平面上，则定位基面与定位平面接触较好，同批工件中的定位基准的位置基位平面接触较好，同批工件中的定位基准的位置基本上是一致的，所以基准位置误差很小，可以忽略本上是一致的，所以基准
31、位置误差很小，可以忽略不计。不计。当工件以粗基准定位时，由于通常都不以严格当工件以粗基准定位时，由于通常都不以严格的要求来规定此平面的精度，在这种情况下也就没的要求来规定此平面的精度，在这种情况下也就没有必要计基准位置误差有必要计基准位置误差.因此，在工件以平面作为主要定位基准定位时：因此，在工件以平面作为主要定位基准定位时：jw=0第76页/共154页（二）工件以孔定位（二）工件以孔定位 工件以孔为定位基准时，常用的定位元工件以孔为定位基准时，常用的定位元件是各种心轴和定位销。件是各种心轴和定位销。1）间隙配合圆柱心轴）间隙配合圆柱心轴 为使于工件的装卸，孔与心轴采用间隙为使于工件的装卸，孔
32、与心轴采用间隙配合。因孔、轴之间存在间隙，会产生基配合。因孔、轴之间存在间隙，会产生基准位置误差，其值可按两种情况考虑。准位置误差，其值可按两种情况考虑。（1）定位基准孔与心轴任意方向接触）定位基准孔与心轴任意方向接触（2）定位基准孔与心轴固定边接触）定位基准孔与心轴固定边接触 第77页/共154页第78页/共154页第79页/共154页（1）定位基准孔与心轴任意接触）定位基准孔与心轴任意接触 的基准的基准位置误差位置误差 当心轴垂直放置，定位孔与心轴可以当心轴垂直放置，定位孔与心轴可以在任意方向接触时，如图下图所示，当孔在任意方向接触时，如图下图所示，当孔径最大而轴径最小时，则定位孔的几何中
33、径最大而轴径最小时，则定位孔的几何中心（即定位基准）在夹具中位置的变动量心（即定位基准）在夹具中位置的变动量为为O1O2，即为该种情况下所产生的基准，即为该种情况下所产生的基准位置误差，用位置误差，用jw表示：表示：第80页/共154页第81页/共154页第82页/共154页式中 Dmax工件定位孔最大直径；Dmin工件定位孔最小直径；dmax定位心轴最大直径；dmin定位心轴最小直径；TD工件定位孔直径公差；Td 定位心轴直径公差；xmin孔与轴间的最小配合间隙。第83页/共154页第84页/共154页2）定位基准孔与心轴固定边接触时的基准位置误）定位基准孔与心轴固定边接触时的基准位置误差差
34、 当心轴水平放置时，因受重力影响或在夹紧力当心轴水平放置时，因受重力影响或在夹紧力作用下定位孔只能单向位移而与心轴固定边接触时，作用下定位孔只能单向位移而与心轴固定边接触时，如图下图所示，在孔径最大（如图下图所示，在孔径最大（DminTD）、轴径最）、轴径最小（小（dmax-Td）的情况下，孔的中心（即定位基准）的情况下，孔的中心（即定位基准会下移到处会下移到处O2；而当孔径最小为；而当孔径最小为Dmin，轴径最大轴径最大为为dmax时，则上移到时，则上移到O1。在两种可能的极限情况在两种可能的极限情况下，孔中心位置的最大变动量，即基准位置误差为：下，孔中心位置的最大变动量，即基准位置误差为：
35、第85页/共154页第86页/共154页 由上可见，由于定位副（定位孔与定位由上可见，由于定位副（定位孔与定位轴）的制造误差，导致产生了基准位置轴）的制造误差，导致产生了基准位置误差，降低了定心精度。误差，降低了定心精度。第87页/共154页圆柱心轴极限尺寸的确定方法：圆柱心轴极限尺寸的确定方法：根据工件定位基准的基本尺寸，采根据工件定位基准的基本尺寸，采用公差标准中的基孔制的规定选择间隙用公差标准中的基孔制的规定选择间隙配合：配合：如果工序中定位基准尺寸公差不是如果工序中定位基准尺寸公差不是基孔制的孔时，先将其转换成基孔制的基孔制的孔时，先将其转换成基孔制的公差形式，再以换算后的基本尺寸按公
36、差形式，再以换算后的基本尺寸按g7，f8确定定位心轴的尺寸公差。确定定位心轴的尺寸公差。第88页/共154页 例如：工件定位基准尺寸为例如：工件定位基准尺寸为60H7（600.03）,则按则按g6选得定位心轴得尺选得定位心轴得尺寸为寸为将其转换为入体公差形式为：将其转换为入体公差形式为：第89页/共154页工件定位孔尺寸：工件定位孔尺寸：g6的心轴尺寸的心轴尺寸第90页/共154页（2）过盈配合圆柱心轴）过盈配合圆柱心轴 圆柱心轴中间的定位部圆柱心轴中间的定位部分与工件孔用过盈配合分与工件孔用过盈配合（如图）。（如图）。采用过盈心轴，装卸工采用过盈心轴，装卸工件比较费时，但由于孔与件比较费时，
37、但由于孔与轴间无间隙，轴间无间隙，基准位置误基准位置误差为零差为零，所以定心精度较，所以定心精度较高高第91页/共154页(3)圆锥心轴圆锥心轴 圆锥心轴（如下图）一般具有很小的圆锥心轴（如下图）一般具有很小的锥度锥度K，通常，通常K=1:50001:1000。对于。对于磨床用的圆锥心轴，其锥度可以更小，磨床用的圆锥心轴，其锥度可以更小，如如K1:100001:5000。采用圆锥心轴，采用圆锥心轴，孔、轴间的间隙得以消除，定心精度较孔、轴间的间隙得以消除，定心精度较高，可达高，可达0.005，0.01mm。第92页/共154页第93页/共154页(4)定位销定位销第94页/共154页(5)圆锥
38、销圆锥销第95页/共154页（三）工件以外圆柱面定位（三）工件以外圆柱面定位 工件以外圆作为定位基准时，可以工件以外圆作为定位基准时，可以在在V形块、圆孔、半圆孔、定心夹紧装形块、圆孔、半圆孔、定心夹紧装置中定位，其中最常用的是在置中定位，其中最常用的是在V形块中形块中定位。定位。第96页/共154页（1）在）在V形块中定位形块中定位 定位基准不论是完整的圆柱面还是局定位基准不论是完整的圆柱面还是局部圆弧面，都可以采用部圆弧面，都可以采用V形块定位。它形块定位。它的最大特点是对中性好，即工件定位外的最大特点是对中性好，即工件定位外圆的轴线与圆的轴线与V形块两斜面对称轴线保证形块两斜面对称轴线保
39、证重合，不受定位外圆直径误差的影响。重合，不受定位外圆直径误差的影响。对加工表面与外圆轴线有对称度要求的对加工表面与外圆轴线有对称度要求的工件，常采用工件，常采用V形块定位。形块定位。第97页/共154页A）V形块的结构及安装尺寸形块的结构及安装尺寸第98页/共154页第99页/共154页B）工件以外圆在）工件以外圆在V形块上定位时的基准位形块上定位时的基准位置误差置误差第100页/共154页第101页/共154页第102页/共154页第103页/共154页（2）在圆柱孔中定位）在圆柱孔中定位 工件以外圆在圆柱孔中定位，与前述工件以外圆在圆柱孔中定位，与前述的孔在心轴或定位销上定位情况相似，的
40、孔在心轴或定位销上定位情况相似，只是外圆与孔的作用正好对换。其定位只是外圆与孔的作用正好对换。其定位误差为：误差为：第104页/共154页（3）在半圆孔中定位）在半圆孔中定位 对于工件尺寸较大或定位外圆不便于对于工件尺寸较大或定位外圆不便于直接插入定位圆孔时，可用半圆孔定位。直接插入定位圆孔时，可用半圆孔定位。采用这种定位方法时，定位元件为切成采用这种定位方法时，定位元件为切成两半的定位套，其下半部（如下图中件两半的定位套，其下半部（如下图中件1）。固定在夹具体上半部（件）。固定在夹具体上半部（件2）装在）装在铰链盖板上，前者起定位作用，后者起铰链盖板上，前者起定位作用，后者起夹紧作用。夹紧作
41、用。第105页/共154页第106页/共154页基准位置误差：基准位置误差：第107页/共154页（四）工件以特殊表面定位（四）工件以特殊表面定位第108页/共154页（五）工件以一组基准定位（五）工件以一组基准定位 1用一面二孔定位用一面二孔定位 在加工箱体、壳体等类零件时，常用在加工箱体、壳体等类零件时，常用一个平面和两个圆柱孔定位。两个圆柱一个平面和两个圆柱孔定位。两个圆柱孔可以是工件结构上原有的，也可以是孔可以是工件结构上原有的，也可以是为定位需要而专门加工的工艺孔。为定位需要而专门加工的工艺孔。第109页/共154页1）减小第二定位销的直径）减小第二定位销的直径 这可使孔与销之间的间
42、隙增大，用以补偿这可使孔与销之间的间隙增大，用以补偿中心距的误差。为此，第二定位销的直径可中心距的误差。为此，第二定位销的直径可按下述方法计算。按下述方法计算。假定工件两个孔径最小极限尺寸分别为假定工件两个孔径最小极限尺寸分别为D1，D2两定位销最大直径分别为两定位销最大直径分别为d1，d2；销与；销与孔间最小间隙为孔间最小间隙为x1min=D1-d1,x2min=D2-d2；两；两定位孔中心距及偏差为定位孔中心距及偏差为L LD;两定位销中两定位销中心距及偏差为心距及偏差为L Ld。第110页/共154页第111页/共154页 当在一种极端情况下，即两定位基当在一种极端情况下，即两定位基准孔
43、的孔径及孔心距都是最小极限尺寸，准孔的孔径及孔心距都是最小极限尺寸，而两定位销的直径及销心距都是最大极而两定位销的直径及销心距都是最大极限尺寸时，仍能保证工件顺利装卸。则限尺寸时，仍能保证工件顺利装卸。则由上图所示的几何关系得：由上图所示的几何关系得：第112页/共154页第113页/共154页第114页/共154页第115页/共154页这种定位方法产生的基准位置误差如这种定位方法产生的基准位置误差如下：下：由于孔与销是属间隙配合，对单个由于孔与销是属间隙配合，对单个孔来说，各方向基准位置误差即为孔孔来说，各方向基准位置误差即为孔的中心位置变动量：的中心位置变动量：第116页/共154页两销在
44、两销在X、Y方向上的基准位置误差为：方向上的基准位置误差为：第117页/共154页第118页/共154页 对两孔来说，基准位置误差为两孔连心线对两孔来说，基准位置误差为两孔连心线相对两销连心线偏转时所造成的转角误差：相对两销连心线偏转时所造成的转角误差：第119页/共154页 2）将第二定位销作成菱形销（削边销）将第二定位销作成菱形销（削边销）这是经常采用的一种办法，如图所这是经常采用的一种办法，如图所示。将第二定位销作成菱形，只在垂直于示。将第二定位销作成菱形，只在垂直于连心线连心线O1O2方向上保留局部圆柱面，其方向上保留局部圆柱面，其直径的基本尺寸与孔径的相同，公差带按直径的基本尺寸与孔
45、径的相同，公差带按f7或或g6选取，这样使得孔与销间的最小间选取，这样使得孔与销间的最小间隙减小，从而减小转角误差。隙减小，从而减小转角误差。第120页/共154页第121页/共154页第122页/共154页第123页/共154页 由于菱形销结构尺寸已标准化，尺寸由于菱形销结构尺寸已标准化，尺寸b可参照标准选取，由上式计算可参照标准选取，由上式计算x2min，然后，然后按按d2=D2-x2min 确定定位销的最大直径，确定定位销的最大直径，并由并由h7或或h6确定确定d2的公差。最后计算最的公差。最后计算最大转角误差大转角误差2，以判断上述设计是否，以判断上述设计是否满足加工要求，否则就需要对
46、有关参数满足加工要求，否则就需要对有关参数作适当调整。作适当调整。第124页/共154页(2)以一面一孔定位以一面一孔定位第125页/共154页（一）定位误差及其产生原因（一）定位误差及其产生原因 同批工件在夹具中定位时，工序基准同批工件在夹具中定位时，工序基准位置在工序尺寸方向的最大变动量。称位置在工序尺寸方向的最大变动量。称为定位误差，以为定位误差，以 dw表示。引起定位误差表示。引起定位误差的原因为：的原因为：1、由基准不重合误差、由基准不重合误差 bc引起的定位误引起的定位误差差 2、由基准位置误差、由基准位置误差 jw引起的定位误引起的定位误差差四、定位误差分析四、定位误差分析第12
47、6页/共154页1、由、由 bc引起的定位误差引起的定位误差 在研究夹具的定位方案中，若工件在研究夹具的定位方案中，若工件的工序基准与定位基准不重合，就会导的工序基准与定位基准不重合，就会导致工序基准相对定位基准的位置产生变致工序基准相对定位基准的位置产生变动，即产生了基准不重合误差动，即产生了基准不重合误差 bc，这，这对定位误差有直接的影响。对定位误差有直接的影响。bc的的数值一般等于定位基准到工序数值一般等于定位基准到工序基准间的尺寸（简称定值尺寸）的公差。基准间的尺寸（简称定值尺寸）的公差。第127页/共154页 例如例如 如图所示，图如图所示，图a中工件各面在中工件各面在前工序中都已
48、加工好，现要求铣一通槽，前工序中都已加工好，现要求铣一通槽，要求保证工序尺寸要求保证工序尺寸A，B，C，其定位方，其定位方案如图案如图b所示。现分析尺寸所示。现分析尺寸B加工时的有加工时的有关误差关误差第128页/共154页第129页/共154页 bc在工序尺寸方向上的分量（投在工序尺寸方向上的分量（投影），即为影），即为 bc 引起的定位误差引起的定位误差 dw=bccos 式中式中 定位尺寸与工序尺寸方向定位尺寸与工序尺寸方向间的夹角。间的夹角。注意：定位尺寸有可能是某一尺寸注意：定位尺寸有可能是某一尺寸链中的封闭环，此时应按尺寸链原理链中的封闭环，此时应按尺寸链原理计算出该尺寸公差。计算
49、出该尺寸公差。第130页/共154页2由由 jw引起的定位误差引起的定位误差 jw在工序尺寸方向上的分量（投在工序尺寸方向上的分量（投影），即为影），即为 jw 引起的定位误差引起的定位误差 dw=jwcos 式中式中 基准位移方向与工序尺寸方基准位移方向与工序尺寸方向间的夹角。向间的夹角。第131页/共154页（二）定位误差的计算（二）定位误差的计算 定位误差的计算，有两种方法。定位误差的计算，有两种方法。1用用 bc和和 jw两项误差合成法计算定位误两项误差合成法计算定位误差差 定位误差是由定位误差是由 bc和和 jw所引起，因此首先所引起，因此首先求出求出 bc和和 jw的大小，然后取它
50、们在工序尺寸的大小，然后取它们在工序尺寸方向上的分量的代数和，即为所求定位误差。方向上的分量的代数和，即为所求定位误差。其一般计算式是其一般计算式是 dw=bccos jwcos 当当 bc和和 jw的方向相同时取的方向相同时取“”号，相号，相反时取反时取“”号号.第132页/共154页例题例题2 如图所示，一圆盘形工件在如图所示，一圆盘形工件在V形形块上定位钻孔，孔的位置尺寸的标注方块上定位钻孔，孔的位置尺寸的标注方法假定有三种，其相应工序尺寸力法假定有三种，其相应工序尺寸力A，B，C（图（图a），求相应的定位误差。），求相应的定位误差。第133页/共154页Td/2第134页/共154页第